第一章电力电子绪论

成绩评定：平时成绩（60%）+期末考试成绩（40%）其中平时成绩：出勤成绩（25%）+作业成绩（25%）+平时表现（10%）。出勤成绩：应该共出勤28次，少出勤一次扣1分。作业成绩：交了一次作业，就得1分，每堂课必有作业。平时表现：为作业超量完成，积极回答问题等加分。电力电子技术的应用一般工业：交直流电机、电化学工业、冶金工业交通运输：电气化铁道、电动汽车、航空、航海电力系统：高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿电子装置电源：为信息电子装置提供动力家用电器：“节能灯”、变频空调其他：UPS、航天飞行器、新能源、发电装置轧钢机数控机床冶金工业电解铝1）一般工业2）交通运输3）电力系统SVC高压直流装置HVDC柔性交流输电FACTS4）电子装置用电源程控交换机电子装置微型计算机5）家用电器6）其他大型计算机的UPS航天技术新型能源总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激发人们学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的电源，因此可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速，在使用量十分庞大的照明电源等方面，因此它也被称为是节能技术。变流技术（电力电子器件应用技术）用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术。电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。※电力电子技术的两大分支电力电子器件制造技术电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。电力电子学(PowerElectronics)名称60年代出现。1974年，美国的W.Newell用图1的倒三角形对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受。电力电子学电子学电力学控制理论连续、离散图1描述电力电子学的倒三角形※电力电子技术涉及的几个学科都分为器件和应用两大分支。器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同。信息电子电路的器件可工作在开关状态，也可工作在放大状态；电力电子电路的器件一般只工作在开关状态。二者同根同源。与电子学（信息电子学）的关系电力电子技术广泛用于电气工程中高压直流输电静止无功补偿电力机车牵引交直流电力传动电解、电镀、电加热、高性能交直流电源国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支。电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。与电力学（电气工程）的关系控制理论广泛用于电力电子系统中。电力电子技术是弱电控制强电的技术，是弱电和强电的接口；控制理论是这种接口的有力纽带。电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。与控制理论（自动化技术）的关系电力电子技术的发展史电力电子技术迅速发展，与全球能源、环境等问题息息相关。能源消费是一个国家经济繁荣程度的标准。能源消耗带来的环境污染和安全问题已成为社会的主要问题。利用电力电子技术可以有效地节约能源。节约能源不仅带来经济效益，也为减少环境污染带来了利益。史前期晶体管诞生晶闸管时代全控器型件迅速发展19042000199019801970195719471930水银（汞弧）整流器时代晶闸管问世IGBT出现功率集成器件电子管问世年电力电子技术史前期水银整流器闸流管金属封装水银整流器电子管硒整流器电真空器件✌晶体管引发了电子技术的一场革命。✌最先用于电力领域的半导体器件是硅二极管，普通半导体整流器开始使用。✌晶闸管使电力电子技术进入了功率领域：1）电力变换能力有了大幅度的突破；2）实现了弱点对强电变换电路的控制；3）变流装置由旋转方式变为静止方式，效率提高、体积缩小、寿命延长、噪声消除、维护方便。传统电力电子技术阶段——第一代电力电子器件半导体器件的发展变换器拓扑结构PWM技术分析及仿真方法控制和估算技术计算机数字信号处理集成芯片硬件和软件控制电力电子的发展逆导晶闸管（RCT）快速晶闸管（FST）双向晶闸管（TRIAC）双向晶闸管（TRIAC）晶闸管派生器件必须用强迫换相电路关断它，使得电路复杂、体积增大、重量增加、效率较低及可靠性下降；器件的开关频率难以提高，限制了它的应用范围；相位运行方式使电网及负载上产生严重的谐波，不但电路功率因数降低，而且对电网产生“公害”。晶闸管通过对门极控制可使其导通，但不能使其关断。※晶闸管的特点和不足之处门极可关断晶闸管（GTO）电力双极型晶体管（GTR）电力场效应晶体管（PowerMOSFET）自关断全控型器件第二代自关断全控型电力电子器件自关断全控型器件通过对门极（基极、栅极）的控制既可以使其开通，又可以使其关断。自关断全控型器件的开关速度普遍高于晶闸管，可以用于开关频率很高的电路。大型达林顿双极结型晶体管(BJT)给电力电子学带来很大发展。电力场效应晶体管绝缘栅双极型晶体管（IGBT）代替了BJTIGBT是半导体器件的发展史上是重要的里程碑。是第三代复合型场控半导体器件的代表。第三代复合型场控半导体电力电子器件全控化集成化高频化高效率化变换器小型化电源变换绿色化改善和提高电网的供电质量电力电子器件的容量和性能的优化现代电力电子技术的主要特点作业：1、电子技术包括哪两项技术，这每项技术又包含哪几类技术？2、电力电子技术涉及哪几个学科知识？3、电力变换有哪几种？又分别称为什么？4、电力电子器件有哪些，按出现的先后写！